KR20100037375A - Apparatus for measuring earth resistance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 대지에 접지봉을 매설하여 접지전극을 형성하였을 경우에 그 접지봉이 정확하게 접지되었는지의 여부를 검출하기 위한 접지저항 측정시스템에 관한 것으로 특히, 별도의 보조 접지봉을 사용하지 않고, 접지전극의 접지저항을 정확하게 측정함과 동시에 실시간으로 현 상태의 접지저항의 값을 원격지의 중앙제어실에서 인식하고 그에 따른 유지보수의 관리를 통합적으로 수행하기 위한 가로등 접지저항 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a grounding resistance measuring system for detecting whether the grounding rod is correctly grounded when the grounding electrode is formed by embedding the grounding rod in the ground. In particular, the grounding of the grounding electrode without using a separate auxiliary grounding rod The present invention relates to a streetlight ground resistance measurement system for accurately measuring resistance and real time real-time ground resistance value in a remote control room and integrating maintenance management accordingly.
일반적으로, 전기전자 및 통신설비 기기나 송전철탑 등의 전기 시설물을 설치할 경우에 대지에 접지봉을 매설하여 접지전극을 형성하고, 그 접지전극에 전기 시설물을 접지시켜 감전사고 등의 안전사고나, 시설물의 손상, 잡음(Noise) 및 오동작 등이 발생되지 않도록 예방하고 있다.In general, when installing electrical facilities such as electrical and electronic equipment, electrical equipment such as transmission towers, the grounding rod is embedded in the ground to form a grounding electrode, and grounding the electrical facilities on the grounding electrode, safety accidents such as electric shock accidents, facilities This prevents damage, noise, and malfunctions.
상기 접지는 시설물을 대지에 확실히 전기적 접속을 실현하는 것으로서 이상적으로는 접지전극의 접지저항이 0Ω이 되도록 해야 된다.The grounding is to ensure the electrical connection of the facility to the ground, and ideally, the grounding resistance of the grounding electrode should be 0 ?.
그러나 대지는 흙의 입자, 물 및 공기 등으로 이루어져 있고, 접지봉은 금속으로 대지와 전기적으로 접속되는 것으로서 대지와 접지봉의 사이에는 전기적 저항 즉, 접지저항이 존재하게 된다.However, the ground is composed of soil particles, water and air, and the ground rod is electrically connected to the ground with a metal, and electrical resistance, that is, ground resistance exists between the ground and the ground rod.
그리고 동일한 부지 내에서도 동일한 크기 및 동일한 형상의 접지봉을 상호간에 인접된 위치에 매설한 경우에도 이들의 접지저항 값은 서로 상이하게 나타나는 것으로서 접지봉을 매설하여 접지전극을 형성할 경우에 접지저항이 미리 설정된 값 이하가 되도록 규정하고 있다.In addition, even when the ground rods of the same size and the same shape are buried in adjacent positions within the same site, their ground resistance values are different from each other. When the ground rods are embedded to form the ground electrode, the ground resistance is set in advance. It is prescribed to be as follows.
예를 들면, 제1종 접지공사는 접지저항이 10Ω이하이고, 제2종 접지공사는 접지저항이 5Ω이하이며, 제3종 접지공사는 접지저항이 100Ω이하이며, 특별 제3종 접지공사는 접지저항이 10Ω이하가 되도록 규정하고 있다.For example, type 1 ground works have a ground resistance of 10 Ω or less, type 2 ground works have a ground resistance of 5 Ω or less, type 3 ground works have a ground resistance of 100 Ω or less, and special type 3 ground works The ground resistance is specified to be 10Ω or less.
이러한 접지전극의 접지저항을 측정하는 방법으로는 전위 강하법이 널리 사용되고 있다. 상기 전위 강하법은 도 1에 도시된 바와 같이 접지봉(100)을 대지에 매설한 접지전극(101)으로부터 소정의 거리 떨어진 대지에 전류 보조봉(110) 및 전위 보조봉(120)을 매설하여 전류 보조전극(111) 및 전위 보조전극(121)을 형성한 후 접지전극(101)과 전위 보조전극(121)의 사이에 전원(130)을 인가하여 대지에 전류가 흐르도록 한다.As a method of measuring the ground resistance of the ground electrode, the potential drop method is widely used. In the potential drop method, as shown in FIG. 1, a current
여기서, 대지로 전류가 흐르면서 전기화학작용이 발생되는 것을 방지하기 위하여 전원(130)으로는 교류 전원을 인가한다. 그리고 상기 교류 전원(130)의 주파수는 전력계통으로부터 유도되는 신호를 분리하기 쉽도록 주변의 다른 기기에서 사용하지 않는 주파수를 사용하는 것이 바람직하나, 주파수가 너무 높을 경우에 리드 선 의 인덕턴스나 정전용량이 발생하여 접지저항을 정확히 측정하는데 방해를 주게 되므로 대략 1㎑ 이하의 주파수를 가지는 교류 전원(130)을 사용한다.Here, an AC power is applied to the
그리고 접지전극(101)과 전류 보조전극(111)에 전압계(140)를 연결하여 전위차를 측정하고, 측정한 전위차와 상기 교류 전원(130)의 전류로 접지저항의 값을 계산한다. 즉, 교류 전원(130)의 전류가 I(A)이고, 전압계(140)로 측정한 전위차가 V(V)라고 가정하면, 접지저항의 값은 V/I(Ω)가 된다.The voltage difference is measured by connecting the
상기한 전위 강하법은 전류 보조전극(111) 및 전위 보조전극(121)의 접지저항이 접지전극(101)의 접지저항을 측정하는데 아무런 영향도 주지 않는 특징이 있다.The potential drop method is characterized in that the ground resistance of the current
즉, 전류 보조전극(111) 및 전위 보조전극(121)도 전류 보조봉(110) 및 전위 보조봉(120)을 대지에 매설하므로 당연히 접지저항이 존재하나, 그 전류 보조봉(110) 및 전위 보조봉(120)은 길이가 짧고, 굵기가 가늘며, 접지전극(101)의 접지저항을 측정하기 위하여 임시로 매설한 것이므로 전류 보조전극(111) 및 전위 보조전극(121)의 접지저항은 매우 높다.That is, since the current
그러나 전류 보조전극(111)의 접지저항은 대지로 흘리는 전류의 크기에 영향을 미치나, 전류 값이 변하여도 그 전류 값에 비례하여 접지전극(101)과 전류 보조전극(111) 사이의 전위차가 변하므로 측정된 접지저항의 값에는 영향을 미치지 않게 된다. 또한 전위 보조전극(121)의 접지저항은 전위차를 측정하는 회로 내에 있으므로 전위차를 측정하는 장치로 가급적 전류가 흐르지 않는 것을 사용할 경우에 전위 보조전극(121)의 접지저항에 의한 영향도 제거할 수 있다.However, the ground resistance of the current
그러나 상기한 전위 강하법으로 접지저항을 측정하는 것은 실제로 접지전극을 측정 하기 위한 접지전극(101) 이외에 별도로 전류 보조봉(110) 및 전위 보조봉(120)을 대지에 매설해야 되므로 접지저항을 측정하기 위한 작업이 매우 번거롭고, 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.However, measuring the ground resistance by the above-described potential drop method actually measures the ground resistance since the current
그리고 별도의 접지 저항계를 이용하여 접지저항을 측정하는 방법도 있으나, 상기 접지 저항계를 이용하는 것도 별도로 보조봉을 대지에 매설하여 보조전극을 형성해야 되는 것으로서 접지저항을 측정하기 위한 작업이 매우 번거롭고, 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.In addition, there is a method of measuring ground resistance by using a separate ground ohmmeter, but the use of the ground ohmmeter also requires additionally embedding an auxiliary rod on the ground to form an auxiliary electrode. There was a time-consuming problem.
더욱이 가로등의 경우 도로의 환경과 주변 환경의 개선을 위해 도로의 가장자리를 따라 일정 간격으로 늘어서게 되는데, 이러한 가로등은 노상에 노출되어 있는 시설이기 때문에 불가분하게도 잦은 손상이 발생되어 유지보수에 민감하게 반응하게 된다.Moreover, street lamps are lined up at regular intervals along the edge of the road to improve the road environment and surroundings. Since these street lamps are exposed to the road, they are inevitably frequently damaged and sensitive to maintenance. Done.
또한, 가로등이 정상작동하지 않는 경우 그 주변에 미치는 영향이 막대하기 때문에 전술한 접지저항의 변화에 대한 감시는 매우 중요한 사항으로 받아들여지고 있다.In addition, when the street lamp does not operate normally, the impact on the surroundings is enormous, and thus the monitoring of the change in the ground resistance is considered to be very important.
그러나 전술한 바와 같이 현제까지 제안되어진 기술들은 대다수 수작업을 통해 접지저항의 변화 값을 인식하거나 접지저항 측정 장치를 들고 다녀야 한다는 문제점이 있는데, 가로등의 경우 그 수가 많으면서도 길을 따라 가로등을 일일이 검사한다는 것은 인적자원의 손실과 부담이 너무 크기 때문에 실시간적인 유지보수를 하지 못하고 주민의 신고나 특정 작업 일에 일체검사를 수행하는 등의 현실적 한계가 문제점으로 대두되었다.However, as mentioned above, the techniques proposed up to now have a problem of recognizing the change of the ground resistance or carrying a ground resistance measuring device through most of the manual work. As the loss and burden of human resources are so great, the practical limitations such as not being able to perform real-time maintenance and reporting all residents or performing all inspections on specific work days have emerged as problems.
상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 대지에 접지봉을 매설하여 접지전극을 형성하였을 경우에 그 접지봉이 정확하게 접지되었는지의 여부를 검출하기 위한 접지저항 측정시스템에 관한 것으로 특히, 별도의 보조 접지봉을 사용하지 않고, 접지전극의 접지저항을 정확하게 측정함과 동시에 실시간으로 현 상태의 접지저항의 값을 인식할 수 있도록 원격지에서 인식하고, 그 접지저항값에 따라 접지저항선의 단락, 단선 유무등이 명확하게 검출 인식될 수 있도록 하여, 그에 따른 유지보수의 관리를 통합적으로 수행하기 위한 가로등 접지저항 측정 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above-mentioned problems relates to a ground resistance measuring system for detecting whether the ground rod is correctly grounded when the ground electrode is formed by embedding the ground rod in the ground. Without measuring the grounding resistance of the grounding electrode, it is recognized remotely so that the grounding resistance of the current state can be recognized in real time. The present invention provides a streetlight ground resistance measurement system for clearly detecting and recognizing and integrating management of maintenance accordingly.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가로등 접지저항 측정 시스템의 특징은, 전력선과 별도로 통상의 오디오신호선과 같은 케이블을 각각의 가로등주에 연결한 중앙통제부에 대응하는 가로등의 제어장치에 있어서: 전원 공급부에 정전압을 공급하여 접지전극의 접지저항에 따라 전력선과 접지단자의 사이에 발생되는 전위차에 따른 높은 임피던스를 낮은 임피던스로 변환하여 출력하는 임피던스 변환부와; 상기 임피던스 변환부에서 출력되는 낮은 임피던스의 출력전압신호를 입력받아 특정 이득을 취해 출력하는 차동증폭기와; 상기 차동증폭기에서 출력되는 전압신호를 입력받아 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 A/D 변환부와; 전압값과 접지저항값의 상관관계를 데이터 테이블로 저장하고 있는 메모리소자와; 중앙통제부측으로 부터 송출되는 제어신호의 흐름을 기준으로 전단의 가로등과 신호선으로 연결되는 제1통신모듈과; 후단의 가로등과 신호선으로 연결되는 제2통신모듈과; 상기 제1통신모듈을 통해 수신되는 데이터가 정상상태인가를 확인하고 해당 데이터가 정상상태인 경우 정상 수신되었음을 통지하는 응답신호를 상기 제1통신모듈을 통해 전단의 가로등측으로 제공하는 데이터 확인 및 수신응답송출부와; 전단의 가로등에서 전달받은 데이터가 후단의 가로등측으로 전달될 때 후단의 가로등으로부터 정상수신 여부를 확인함으로서 후단의 장비와 연결되어진 통신회선의 이상발생시 이를 전단의 가로등측으로 통지하는 통신회선감식모듈; 및 상기 A/D 변환부에서 출력되는 디지털 데이터을 입력받고 상기 메모리소자에 저장되어있는 ‘전압-접지저항’의 데이터 테이블내 대응하는 접지저항값을 엑세스하여 이를 상기 통신회선감식모듈을 통해 중앙통제부측으로 송출하는 제어부를 포함하는 데 있다.A characteristic of the street lamp ground resistance measuring system according to the present invention for achieving the above object is, in the control device of the street lamp corresponding to the central control unit connected to each street lamp column, such as a normal audio signal line, separate from the power line An impedance converter which supplies a constant voltage to a power supply and converts a high impedance according to a potential difference generated between the power line and the ground terminal into a low impedance according to the ground resistance of the ground electrode and outputs the low impedance; A differential amplifier which receives a low impedance output voltage signal output from the impedance converter and takes a specific gain and outputs it; An A / D converter which receives the voltage signal output from the differential amplifier and converts the voltage signal into digital data; A memory device for storing correlations between voltage values and ground resistance values in a data table; A first communication module connected to a street lamp and a signal line at the front end based on the flow of the control signal transmitted from the central control unit; A second communication module connected to a rear street light by a signal line; Data confirmation and reception response for confirming whether the data received through the first communication module is in a normal state and providing a response signal notifying that the data is normally received through the first communication module to the street lamp side of the front end. A sending unit; Communication line sensing module for notifying the front end of the street when the abnormality of the communication line connected to the equipment of the rear end by confirming whether or not the data received from the front street lamp is transmitted to the street lamp side of the rear end; And receiving the digital data output from the A / D converter and accessing a corresponding ground resistance value in the data table of the voltage-grounding resistor stored in the memory device, and accessing the corresponding ground resistance value through the communication circuit sensing module. It includes a control unit for sending to the side.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가로등 접지저항 측정 시스템의 다른 특징은, 전력선과 별도로 통상의 오디오신호선과 같은 케이블을 각각의 가로등에 연결한 중앙통제부에 대응하는 가로등의 제어장치에 있어서: 입력되는 펄스신호에 따라 기준전원인 직류 등전원을 등전위 교류전원으로 변환하여 출력하는 AC발진기와; 상기 AC발진기에서 출력되는 등전위 교류전원이 전원 공급부에 공급되어 접지전극의 접지저항에 따라 전력선과 접지단자의 사이에 발생되는 AC교류 전원의 전위차가 발생하면 해당 교류전원의 값을 입력받아 직류전원으로 변환하여 출력하는 AC/DC변환부와; 상기 AC/DC변환부에서 출력되는 신호가 갖는 높은 임피던스를 낮은 임피던스로 변환하여 출력하는 임피던스 변환부와; 상기 임피던스 변환부에서 출력되는 낮은 임피던스의 출력전압신호를 입력받아 특정 이득을 취해 출력하는 차동증폭기와; 상기 차동증폭기에서 출력되는 전압신호를 입력받아 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 A/D 변환부와; 전압값과 접지저항값의 상관관계를 데이터 테이블로 저장하고 있는 메모리소자와; 중앙통제부측으로부터 송출되는 제어신호의 흐름을 기준으로 전단의 가로등과 신호선으로 연결되는 제1통신모듈과; 후단의 가로등과 신호선으로 연결되는 제2통신모듈과; 상기 제1통신모듈을 통해 수신되는 데이터가 정상상태인가를 확인하고 해당 데이터가 정상상태인 경우 정상 수신되었음을 통지하는 응답신호를 상기 제1통신모듈을 통해 전단의 가로등측으로 제공하는 데이터 확인 및 수신응답송출부와; 전단의 가로등에서 전달받은 데이터가 후단의 가로등측으로 전달될 때 후단의 가로등으로부터 정상수신 여부를 확인함으로서 후단의 장비와 연결되어진 통신회선의 이상발생시 이를 전단의 가로등측으로 통지하는 통신회선감식모듈; 및 상기 A/D 변환부에서 출력되는 디지털 데이터을 입력받고 상기 메모리소자에 저장되어있는 ‘전압-접지저항’의 데이터 테이블내 대응하는 접지저항값을 엑세스하여 이를 상기 통신회선감식모듈을 통해 중앙통제부측으로 송출하되 상기 AC발진기의 발진동작을 제어하는 제어부를 포함하는 데 있다.Another characteristic of the street lamp ground resistance measuring system according to the present invention for achieving the above object is a control device for a street lamp corresponding to the central control unit connected to each street lamp, such as a normal audio signal line, separate from the power line An AC oscillator for converting a DC light source, which is a reference power source, into an equipotential AC power source and outputting the same according to an input pulse signal; The equipotential AC power output from the AC oscillator is supplied to the power supply, and when the potential difference of AC AC power generated between the power line and the ground terminal occurs according to the ground resistance of the ground electrode, input the value of the corresponding AC power to DC power. An AC / DC converter converting and outputting the converted signal; An impedance converter which converts the high impedance of the signal output from the AC / DC converter into a low impedance and outputs the low impedance; A differential amplifier which receives a low impedance output voltage signal output from the impedance converter and takes a specific gain and outputs it; An A / D converter which receives the voltage signal output from the differential amplifier and converts the voltage signal into digital data; A memory device for storing correlations between voltage values and ground resistance values in a data table; A first communication module connected to a street lamp and a signal line of the front end based on the flow of the control signal transmitted from the central control unit; A second communication module connected to a rear street light by a signal line; Data confirmation and reception response for confirming whether the data received through the first communication module is in a normal state and providing a response signal notifying that the data is normally received through the first communication module to the street lamp side of the front end. A sending unit; Communication line sensing module for notifying the front end of the street when the abnormality of the communication line connected to the equipment of the rear end by confirming whether or not the data received from the front street lamp is transmitted to the street lamp side of the rear end; And receiving the digital data output from the A / D converter and accessing a corresponding ground resistance value in the data table of the voltage-grounding resistor stored in the memory device, and accessing the corresponding ground resistance value through the communication circuit sensing module. It sends out to the side to include a control unit for controlling the oscillation operation of the AC oscillator.
또한 본 발명은, 전력선과 별도로 통상의 오디오신호선과 같은 케이블을 각각의 가로등에 연결한 중앙통제부에 대응하는 가로등의 제어장치에 있어서:In another aspect, the present invention provides a control apparatus for a street lamp corresponding to a central control unit which connects a cable such as a normal audio signal line to each street lamp separately from the power line:
제어부(370)로부터 연결되는 접지저항선이 각 가로등으로 병렬 연결되도록 하여, 제어부(370)로부터 제1가로등까지 접지저항선이 연결되는 범위를 폐루프 제1영역(S1), 제어부(370)로부터 제2가로등까지 접지저항선이 연결되는 범위를 폐루프 제2영역(S2), 제어부(370)으로부터 제N가로등까지 접지저항선이 연결되는 범위를 폐루프제N영역(Sn)으로 설정하고, 상기 제어부(370)와 상기 폐루프제N영역(Sn)간 접지저항값을 최초로 측정한 후, 순차적으로 역순 배열 측정하여 접지저항선의 단락, 단선 범위 영역을 검출하고, 상기 제어부(370)에서 그 이상 신호 위치를 판별한 후 원격접속부(400)로 데이터를 중앙통제부로 송출하여, 접지저항선의 단락, 단선 위치를 통지하고, 상기 중앙통제부에서 근거리에서 작업하는 작업자에게 해당위치를 통지하여 접지저항선의 단선 및 단락 상태를 복구할 수 있도록 하는 것을 포함한다.The ground resistance wires connected from the
상술한 본 발명에 따른 특징으로 인해 기대되는 효과로는, 별도의 보조 접지봉을 사용하지 않고, 접지전극의 접지저항을 정확하게 측정함과 동시에 실시간으로 현 상태의 접지저항의 값을 인식할 수 원격지에서 인식하고 그에 따른 유지보수의 관리를 통합적으로 수행 할 수 있도록 한다.Advantageous effects due to the above-described features of the present invention, without using a separate auxiliary ground rod, can accurately measure the ground resistance of the ground electrode and at the same time can recognize the value of the ground resistance of the current state in the remote Recognize and manage maintenance accordingly.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above object and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
우선, 본 발명에 적용되는 기술적 배경을 첨부한 도 2를 참조하여 살펴보면, 첨부한 도 2는 전기 공급회사에서 전기를 공급하는 전력선 계통을 설명하기 위한 예로서, 도시된 바와 같이 '한국전력주식회사' 등과 같이 전기를 사용하는 시설물에 전 기를 공급하는 전기 공급업체에서는 전력선(200)을 통해 단상전원 또는 3상 전원 등을 공급할 경우에 통상적으로 안전사고의 발생 등을 예방하기 위하여 송전철탑이나, 변압기가 설치되어 있는 가로등(210) 등의 부근에 접지봉(220)을 매설하고, 그 접지봉(220)에 중성선(230)을 전기적으로 접속하여 상기 전력선(200)과 함께 전기를 사용하는 소정의 시설물로 연장하고 있다.First, referring to FIG. 2 attached to a technical background applied to the present invention, the attached FIG. 2 is an example for describing a power line system for supplying electricity from an electricity supplier. In the electricity supplier that supplies electric power to facilities that use electricity, such as a transmission tower or a transformer in order to prevent occurrence of safety accidents when supplying single-phase power or three-phase power through the
이때 가로등의 경우 전력선은 첨부한 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 지상의 전력선을 따라 전원을 공급받는 것이 아니라 지하에 매설된 전력을 통해 전원을 공급받으나 개념적으로는 도 2에 도시된 내용과 동일 한다.At this time, in the case of the street lamp, the power line is not supplied with power along the ground power line as shown in FIG. 2, but is supplied with power buried underground, but is conceptually the same as that shown in FIG. 2. do.
이러한 가로등의 접지저항은 가로등 마다 하나씩 구비되며 가로등 접지저항 값의 변동이란 실제적으로 가로등의 이상발생을 의미한다.One ground resistance of the street lamp is provided for each street lamp, and a change in the street lamp ground resistance value actually means an abnormal occurrence of the street lamp.
따라서 본 발명에서는 첨부한 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 전력선과 별도로 통상의 오디오신호선과 같은 케이블(4)을 각각의 가로등(대표적으로 참조번호는 ‘3’으로 지칭함)에 연결 한다.Accordingly, in the present invention, as shown in the accompanying FIG. 3, a cable 4, such as a normal audio signal line, is connected to each street light (typically referred to as '3') separately from a power line.
이때 연결되는 케이블(4)을 통해 원격지에서 가로등의 이상상태 및 접지저항의 변화 값에 대한 정보를 입수하게 된다. At this time, through the cable (4) connected to obtain information about the abnormal state of the street lamp and the change value of the ground resistance at a remote location.
각 가로등에 구비되는 본 발명에 따른 가로등 접지저항 측정 시스템의 구성을 첨부한 도4와 도 5를 참조하여 살펴보면, 첨부한 도 4는 본 발명에 따른 접지저항 측정 장치의 구성 예시도로서, 전원 공급부(310)에 정전압을 공급하여 접지전극의 접지저항에 따라 전력선과 접지단자의 사이에 발생되는 전위차에 따른 높은 임피던스를 낮은 임피던스로 변환하여 출력하는 임피던스 변환부(320)와, 상기 임피던스 변환부(320)에서 출력되는 낮은 임피던스의 출력전압신호를 입력받아 특정 이득을 취해 출력하는 차동증폭기(330)와, 상기 차동증폭기(330)에서 출력되는 전압신호를 입력받아 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 A/D 변환부(340)와, 전압값과 접지저항값의 상관관계를 데이터 테이블로 저장하고 있는 메모리소자(도시하지 않았음)와, 참조번호 4로 지칭되는 케이블을 통해 인접한 가로등과 연결되며 입력되는 데이터를 상기 케이블(4)을 통해 원격지의 중앙통제부(1a)측에 전송하는 원격접속부(400), 및 상기 A/D 변환부(340)에서 출력되는 디지털 데이터을 입력받고 상기 메모리소자에 저장되어있는 ‘전압-접지저항’의 데이터 테이블내 대응하는 접지저항값을 엑세스하여 이를 상기 원격접속부(400) 측에 제공하는 제어부(350)로 구성된다.Referring to Figures 4 and 5 attached to the configuration of the streetlight ground resistance measuring system according to the present invention provided in each of the street lamps, Figure 4 is an example of the configuration of the ground resistance measuring apparatus according to the present invention, the power supply
상술한 구성에서 임피던스 변환부(320)와 차동증폭기(330)를 사용하는 이유는, 전원 공급부(310)에 정전압을 공급하여 접지전극의 접지저항에 따라 전력선과 접지단자의 사이에 발생되는 전위차를 검출하는 방식을 적용할 때 검출된 전압값은 높은 출력 임피던스를 가지는 반면에 미약한 전압값을 가지기 때문에 해당 값을 직접적으로 사용하는 경우 정확한 측정을 할 수 없다.The reason for using the
따라서 올바르게 후단의 측정장치가 인식하기 위해서는 연산증폭기로 이루어진 임피던스 변환부(320)를 통해 출력 임피던스를 낮추고 5~10배정도의 이득을 취해야 한다.Therefore, in order to correctly recognize the measurement device of the latter stage, the output impedance must be lowered through the
또한, 상기 구성 중 메모리소자는 상기 제어부(350) 내에 존재하는 것이 바람직하며, ‘전압-접지저항’의 데이터 테이블을 구성하는 방식은 첨부한 도 2에 도시되 어 있는 중성선(220)과 접지선(200)사이에 임의의 정격전압을 입력하여 본 발명에 따른 접지저항 측정회로에서 출력된 아날로그 DC전압값을 A/D컨버터를 이용하여 디지털로 변환한 값을 사용한다.In addition, the memory device of the configuration is preferably present in the
이때 데이터 테이블내의 전압값과 접지저항값은 선형적인 관계를 갖는다.At this time, the voltage value and the ground resistance value in the data table have a linear relationship.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 접지저항 측정 장치의 동작을 간략히 살펴보면, 등전위를 갖는 임의의 기준전원(직류)을 전원설비의 전원공급장치(310)의 소요전원공급단과 전지단 사이에 저항(R1, R2)를 통해 흘려 양단간의 전압차를 발생시킨다.Briefly referring to the operation of the grounding resistance measuring apparatus according to the present invention configured as described above, any reference power source (DC) having an equipotential is applied between the required power supply terminal and the battery terminal of the
이때 발생되는 전압차에 따른 신호는 연산증폭기로 이루어진 임피던스 변환부(320)에 입력되고, 상기 임피던스 변환부(320)는 입력되는 전압신호의 높은 임피던스를 낮은 임피던스로 변환하여 출력한다.At this time, the signal according to the generated voltage difference is input to the
상기 임피던스 변환부(320)에서 출력되는 신호는 차동증폭기(330)에서 증폭되어진 후 A/D 변환부(340)를 통해 아날로그 값이 디지털 데이터로 변환되어진다.The signal output from the
상기 A/D 변환부(340)에서 출력되는 디지털 데이터로 이루어진 전압값은 제어부(350)에 제공되고, 상기 제어부(350)는 내부에 구비되어져 있는 메모리소자에서 현재 입력된 전압값에 대응하는 접지저항값을 엑세스한다.The voltage value composed of digital data output from the A /
상기 메모리소자에는 전압값 대 접지저항값의 선형적 대응관계에 따른 데이터 테이블이 존재한다.The memory device has a data table according to a linear correspondence between a voltage value and a ground resistance value.
이후 제어부(350)는 메모리소자에서 엑세스되어진 접지저항값을 원격접속부(400)를 통해 중앙통제부(1a)에 제공하며, 상기 원격접속부(400)에서는 상기 중앙통제 부(1a)에서 발생시키는 이상여부 검사에 응하여 자신과 인접 가로등간의 단선여부와 접지 저항값 송출요구에 대응하여 해당하는 값을 상기 제어부(350)와 연동하여 송출하는 기능을 수행한다.Thereafter, the
상술한 실시예와 다른 또 하나의 실시예가 첨부한 도 5에 도시되어 있는 구성 예시도로서, 입력되는 펄스신호에 따라 기준전원인 직류 등전원을 등전위 교류전원으로 변환하여 출력하는 AC발진기(380)와, 상기 AC발진기(380)에서 출력되는 등전위 교류전원이 전원 공급부(310)에 공급되어 접지전극의 접지저항에 따라 전력선과 접지단자의 사이에 발생되는 AC교류 전원의 전위차가 발생하면 해당 교류전원의 값을 입력받아 직류전원으로 변환하여 출력하는 AC/DC변환부(390)와, 상기 AC/DC변환부(390)에서 출력되는 신호가 갖는 높은 임피던스를 낮은 임피던스로 변환하여 출력하는 임피던스 변환부(320)와, 상기 임피던스 변환부(320)에서 출력되는 낮은 임피던스의 출력전압신호를 입력받아 특정 이득을 취해 출력하는 차동증폭기(330)와, 상기 차동증폭기(330)에서 출력되는 전압신호를 입력받아 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 A/D 변환부(340)와, 전압값과 접지저항값의 상관관계를 데이터 테이블로 저장하고 있는 메모리소자(도시하지 않았음)와, 참조번호 4로 지칭되는 케이블을 통해 인접한 가로등과 연결되며 입력되는 데이터를 상기 케이블(4)을 통해 원격지의 중앙통제부(1a)측에 전송하는 원격접속부(400), 및 상기 A/D 변환부(340)에서 출력되는 디지털 데이터을 입력받고 상기 메모리소자에 저장되어있는 ‘전압-접지저항’의 데이터 테이블내 대응하는 접지저항값을 엑세스하여 이를 상기 원격접속부(400) 측에 제공하되 상기 AC발진기(380)의 발진동작을 제어하는 제어부(370)로 구성된다.5 is an exemplary configuration diagram shown in FIG. 5 to which another embodiment is attached. The
상기 구성 중 첨부한 도 4에 도시되어 있는 구성과 동일 참조번호가 부여되어진 구성에 대해서는 설명이 중복되므로 그 설명을 생략한다.Since the description is duplicated with respect to the configuration with the same reference numerals as the configuration shown in FIG. 4, the description thereof will be omitted.
동작을 살펴보면 AC발진기(380)에서 승압된 AC 40V(125㎐)를 설비의 소요전원공급단과 접지단사이에 흘려 양단간의 AC전압을 측정한다.Referring to the operation, AC 40V (125 ㎐) boosted by the
측정된 AC전압을 제어부(370)에서 인식할 수 있도록 하기 위해 AC/DC변환부(390)를 통해 DC전압으로 변환하여 출력하면, 변환된 DV전압은 높은 출력임피던스를 가질 수 있으므로 임피던스 변환부(320)를 통해 낮은 임피던스로 변환하여 출력한다.When the measured AC voltage is converted into a DC voltage through the AC /
낮은 임피던스의 출력을 차동증폭기(330)로 증폭하고, A/D변환부(340)를 통해 아날로그 값을 디지털 데이터로 변환하여 출력하는데, 상기 디지털 데이터로 변환되어진 전압값을 제어부(370)에서 리딩 한 후, 내부의 메모리소자에 저장되어져 있는 데이터 테이블에 저장되어진 전압대 저항변환 값을 기준으로 전압값을 접지저항값으로 변환한다.The output of the low impedance is amplified by the
이때 상기 도 4와 도 5에 도시되어진 실시예에서, 접지저항의 측정허용범위는 0-99Ω이며, 원격지의 중앙서버와 각 단말기의 연결 체계의 구축은 원격접속부(400)를 통해 유선으로 연결하는 예를 도시한 것인데, 각각의 제함 및 전력설비 등의 단선, 합선, 절연저항, 접지저항값 등의 상태를 모니터링하여 중앙통제부(1a)에 전송하고 상기 중앙통제부(1a)에서는 필요시 전력설비의 전원을 ON/OFF 제어할 수 있다.At this time, in the embodiment shown in Figures 4 and 5, the measurement allowable range of the ground resistance is 0-99Ω, the construction of the connection system of the central server and each terminal of the remote site to connect by wire through the
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 가로등 접지저항 측정 시스템의 구성 중 원격접속부(400)의 세부 구성을 첨부한 도 6을 참조하여 살펴보면, 중앙통제부(1a) 측으로부터 송출되는 제어신호의 흐름을 기준으로 전단의 가로등과 신호선으로 연결되는 제1통신모듈(410)과, 후단의 가로등과 신호선으로 연결되는 제2통신모듈(440)과, 상기 제1통신모듈(410)을 통해 수신되는 데이터가 정상상태인가를 확인하고 해당 데이터가 정상상태인 경우 정상 수신되었음을 통지하는 응답신호를 상기 제1통신모듈(410)을 통해 전단의 가로등측으로 제공하는 데이터 확인 및 수신응답송출부(420)와, 전단의 가로등에서 전달받은 데이터가 후단의 가로등측으로 전달될 때 후단의 가로등으로부터 정상수신 여부를 확인함으로서 후단의 장비와 연결되어진 통신회선의 이상발생시 이를 전단의 가로등측으로 통지하는 통신회선감식모듈(430)로 구성되어진다.Referring to Figure 6 attached to the detailed configuration of the
이때 상기 제1통신모듈(410)과 제2통신모듈(440)은 통신회선 전송단자를 의미하고 수신(Rx)전용 접속단자와 송신(Tx)전용 접속단자로 구분되어진다.In this case, the
첨부한 도 6에서는 제1수신부(411)와 제1송신부(412), 제2수신부(442)와 제2송신부(441)로 표현되어져 있다.In FIG. 6, a
또한, 상기 통신회선감식모듈(430)은 상기 데이터 확인 및 수신응답송출부(420)의 수신응답송출 동작에 연동하여 상기 제2수신부(442)를 통해 후단의 가로등으로부터 응답신호가 수신되었는가를 확인하는 수신응답확인부(431)와, 상기 수신응답확인부(431)로부터 정상적인 응답신호가 수신되지 못하였다는 신호가 발생되면 후단의 가로등과 연결된 접지저항 측정 시스템에 오류가 발생되었다고 판단하여 경고신호를 발생시키게 되며, 이를 상기 제1송신부(412)에 인가하는 경고신호발생부(433), 및 상기 제2수신부(442)를 통해 후단의 가로등으로부터 발생되어 수신되는 신호에 경고신호가 존재하는 가를 검출하여 존재한다고 판단되면 해당 신호를 가공 없이 상기 제1송신부(412)에 인가하는 경고신호검출부(432)로 구성되어진다.In addition, the communication
이때 상기 데이터 확인 및 수신응답송출부(420)는 수신되어진 데이터를 자체의 접지저항 측정 시스템내 제어부측으로 제공하여 원격지에서 발생되는 제어신호에 접지저항 측정 시스템이 대응하도록 한다.At this time, the data confirmation and reception
따라서 중앙통제부(1a)에 근접한 가로등으로부터 순차적으로 실시간 폐루프가 형성되어 시스템의 검사 및 검사 결과의 통지가 이루어지게 된다.Therefore, real-time closed loops are sequentially formed from the street lamps close to the
또한, 본 발명은 도 7에서 보는 바와 같이 폐루프를 다단 형성하여 상술한 방법에 의해 각 가로등에서의 접지정항 측정시 단선, 단락 등 이상 유무를 각 폐루프의 영역 범위내에서 검사하여 접지저항의 단락 유무를 확인할 수 있다.In addition, according to the present invention, a closed loop is formed in multiple stages as shown in FIG. You can check whether there is a short circuit.
이를 위한 구성으로, 전력선과 별도로 통상의 오디오신호선과 같은 케이블을 각각의 가로등에 연결한 중앙통제부에 대응하는 가로등의 제어장치에 있어서, 제어부(370)로부터 연결되는 접지저항선이 각 가로등으로 병렬 연결되도록 하여, 제어부(370)로부터 제1가로등까지 접지저항선이 연결되는 범위를 폐루프 제1영역(S1), 제어부(370)로부터 제2가로등까지 접지저항선이 연결되는 범위를 폐루프 제2영역(S2), 제어부(370)으로부터 제N가로등까지 접지저항선이 연결되는 범위를 폐루프제N영역(Sn)으로 설정하고, 상기 제어부(370)와 상기 폐루프제N영역(Sn)간 접지저항값을 최초로 측정한 후, 순차적으로 역순 배열 측정하여 접지저항선의 단락, 단선 범위 영역을 검출하고, 상기 제어부(370)에서 그 이상 신호 위치를 판별한 후 원격접속부(400)로 데이터를 중앙통제부로 송출하여, 접지저항선의 단락, 단선 위치를 통지하고, 상기 중앙통제부에서 근거리에서 작업하는 작업자에게 해당위치를 통지하여 접지저항선의 단선 및 단락 상태를 복구할 수 있도록 한다.In this configuration, in the control unit of the street lamp corresponding to the central control unit connecting a cable such as a normal audio signal line to each street light separately from the power line, the ground resistance line connected from the
예컨데, 도 7에서 보듯이 폐루프 제1영역(S1), 폐루프 제2영역(S2), 폐루프 제3영역(S3)...폐루프 n 영역(Sn)으로, 각각의 가로등과 제어부(370)간을 폐루프 영역으로 각각 설정한다.For example, as shown in FIG. 7, the closed loop first region S1, the closed loop second region S2, and the closed loop third region S3 .. the closed loop n region Sn. 370 is set as a closed loop area, respectively.
여기서 설정되는 폐루프 제1영역(S1)은 도면에서 보는 바와 같이, 제어부(370)로부터 최초 형성되는 제1가로등의 접지저항선 영역을 의미하고, 폐루프 제2역역(S2)은 제어부(370)로부터 2번째의 제2가로등 접지저항선간의 영역을 의미한다.As shown in the drawing, the closed loop first region S1 refers to a ground resistance line region of a first street lamp, which is first formed from the
또한, 폐루프 제n영역(Sn)은 제어부(370)로부터 전체 영역에서의 마지막 제n가로등의 접지저항선 영역을 의미하게 되는바, 상기 페루프 제n영역은 제어부(370)로부터 측정하고자 하는 전체 영역을 모두 커버하게 된다.In addition, the closed-loop n-th region Sn refers to a ground resistance line region such as the last n-th street in the entire region from the
물론, 이와 같은 전체 영역은 제어부(370)로부터 어느 한방향으로 이어지는 가로등의 배열 영역을 의미하고, 다른 방향으로 이어지는 타 가로등의 배열 영역을 의미하지는 않는 것이므로, 측정 범위 영역의 경우 제어부(370)에서 어느 일방향으로 늘어서게 되는 가로등 배열의 영역을 포괄하게 된다.Of course, such an entire area means an array area of street lamps extending in one direction from the
아울러, 다른 방향으로 길게 늘어서게 되는 가로등의 배열 영역에 대한 접지저항값의 측정 또한 동일한 방법 및 수순에 의해 측정될 수 있으며, 단선 및 단락 유무 검출에 의해 단선 및 단락 지역 검출을 위한 유효 범위를 쉽게 검출할 수 있게 된다.In addition, the measurement of the ground resistance value for the array area of the street light that is arranged in a long direction in the other direction can also be measured by the same method and procedure, and the effective range for detecting the disconnection and short circuit areas can be easily detected by detecting the disconnection and short circuit. It can be detected.
즉, 상기와 같이 설정된 각 영역별로, 가로등에서 연결되는 임의저항(R 1~n)에 의해 지면과 접지되는 접지저항(GR 1~n)을 구성한 다음, 상기 제어부(370)에 의해 각 영역별 접지저항값을 병렬 연결에 의해 측정할 수 있다.That is, for each region set as described above, the ground resistances GR 1 to n grounded to the ground by the arbitrary resistors R 1 to n connected to the street lamps are configured, and then the respective regions are controlled by the
예를 들면, 최초에 제어부(370)로부터 전체 폐루프 영역을 이루는 범위내에서의 최말단 가로등과 연결되는 폐루프 n 영역(Sn)간 접지저항값을 측정하여 이상 유무를 확인하게 되는데, 만약 전체 영역 범위 내 중 어느 한 범위의 영역 이상에서 접지저항선의 단선 및 단락 현상이 있을 경우에는 제어부(370)에서 검출되는 접지저항값이 수십 MΩ으로 높게 나타나게 되고, 전체 범위 영역내에서 접지저항선에 아무런 문제가 없을 경우에는 적정 접지저항값을 나타내게 된다.For example, at first, the
여기서, 상기와 같이 전체 폐루프 영역 즉 제어부(370)로부터 최종 가로등의 접지저항선인 폐루프 n 영역(Sn)간 접지정항값이 정상일 경우에는 측정 대상 영역 전체가 정상 범위이므로 기타 다른 폐루프 영역의 접지저항값을 측정할 필요가 없을 것이다.Here, when the ground constant value between the closed loop area n, the closed loop n area Sn, which is the ground resistance line of the final street light, is normal from the entire closed loop area, that is, the entire measurement target area is the normal range, You will not need to measure the ground resistance.
그러나, 전체 폐루프 영역 범위내에서 이상이 발견되었을 경우에는 순차적으로 각 폐루프 영역에 대하여 접지저항값을 측정하게 되어, 그 단선 및 단락 위치의 범위를 좁혀나가며 판별할 수 있게 되는 것이다.However, when an abnormality is found within the entire closed loop area range, the ground resistance value is sequentially measured for each closed loop area, and the disconnection and short circuit positions can be narrowed and discriminated.
따라서, 이와 같은 수순에 의해 접지저항선의 단락, 단선 위치가 검출되면 제어부(370)에서 그 이상 신호 위치를 판별한 후 원격접속부(400)로 데이터를 송출하여, 근거리에서 작업하는 작업자 등에게 해당위치를 통지하므로서 접지저항선의 단선 및 단락 상태를 복구할 수 있도록 통제하게 되는 것이다.Therefore, when the short-circuit or disconnection position of the ground resistance wire is detected by such a procedure, the
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described with respect to the specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone with it will know easily.
도 1은 접지저항 측정을 위한 전위 강하법의 개념을 설명하기 위한 예시도1 is an exemplary view for explaining the concept of the potential drop method for measuring ground resistance
도 2는 본 발명에 적용되는 기술적 배경을 설명하기 위한 예시도2 is an exemplary diagram for describing a technical background applied to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 가로등 접지저항 측정 시스템의 개념도3 is a conceptual diagram of a streetlight ground resistance measuring system according to the present invention
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 가로등 접지저항 측정 시스템의 구성 중 접지저항 측정을 위한 구성의 예시도4 and 5 are examples of the configuration for measuring the ground resistance of the configuration of the streetlight ground resistance measuring system according to the present invention
도 6은 본 발명에 따른 가로등 접지저항 측정 시스템의 구성 중 원격지에 존재하는 중앙통제부와의 신호연결을 위한 구성 예시도6 is an exemplary configuration for signal connection with a central control unit existing in a remote location of the configuration of the streetlight ground resistance measurement system according to the present invention;
도 7은 본 발명을 이용하여, 접지저항선의 단락 유무 및 단락, 단선 위치를 검출하기 위한 개괄적 구성도7 is a schematic configuration diagram for detecting the presence or absence of a short circuit and a short circuit position of a ground resistance line using the present invention;
도면 중 주요 부호에 대한 간단한 설명Brief description of the main symbols in the drawings
100; 접지봉 101; 접지전극100;
110; 전류보조봉 111; 전류보조전극110; Current
120; 전위보조봉 121; 전위보조전극120; Potential
130; 전원 140; 전압계130;
200; 전력선 210; 가로등200;
220; 접지봉 310; 전원공급부220;
320; 임피던스변환부 330; 차동증폭기320; An
340; A/D변환부 350, 370; 제어부340; A /
380; AC발진기 390; AC/DC변환부380;
400; 원격접속부 410; 제1통신모듈400;
411; 제1수신부 412; 제1송신부411; A
420; 수신응답송출부 431; 수신응답확인부420;
432; 경고신호검출부 433; 경고신호발생부432; A
441; 제2송신부 442; 제2수신부441;
Claims (3)
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